BIYOTEKNOLOJI 2008-2009

1. BIYOTEKNOLOJI2008-2009 Ayseg�l TOPAL SARIKAYA Istanbul �niversitesi Molek�ler Biyoloji ve Genetik B�l�m�

2. BIYOTEKNOLOJI NEDIR? ? Biyolojik ara�, sistem ve s�re�lerin �retim ve hizmet end�strilerine uygulanmasi ? End�striyel uygulamalarda basarili olabilmek i�in Biyokimya, Mikrobiyoloji ve M�hendislik bilimlerinin ortak kullanimi ile mikroorganizmalarin, doku ve h�cre k�lt�rlerinin kapasitelerinin artirilmasi ? �esitli yararli maddelerin �retilmesi i�in biyolojik �zellikleri kullanan bir teknoloji olmasi ? Biyolojik ara�lar tarafindan �retilen materyallerin daha iyi �r�n ve hizmet vermek �zere bilim ve m�hendislik ilkelerinin uygulanmasi ? Biyoteknoloji sadece teknik ve s�re�lerin toplamina verilen bir addir. ? Biyoteknoloji canli organizmalari ve onlarin yapitaslarini tarim, gida ve diger end�strilerde kullanan bir tekniktir.

3. BIYOTEKNOLOJININ BASLICA UYGULAMA ALANLARI Biyos�re� Teknolojisi Alkoll� i�eceklerin �retimi Antibiyotik �retimi Memeli h�cre k�lt�rleri Yeni �r�nlerin �retimi (�r: Polisakkaritler) Ila� �retimi Organik ��z�c� �retimi (�r:Aseton, butanol) Protein bakimindan zenginlestirilmis gidalarin �retimi �retim kapasitesi artisi i�in fermentasyon tasarimi optimizasyonu Enzim Teknolojisi �zg�n kimyasal reaksiyonlar i�in kullanimlari Enzim immobilizasyonu (tutuklanmasi) Yari sentetik penisilin �retiminde Nisasta ve sell�loz hidrolizinde Biyolojik analizler i�in sens�rlerin olusturulmasinda

4. BIYOTEKNOLOJININ BASLICA UYGULAMA ALANLARI Atik Teknolojisi Atiklarin yeniden kullanilabilmesi Atiklardan yeni �r�nlerin �retilmesi (�r: alkol) �evre Teknolojisi Kirliligin kontrol� Atik toksinlerin uzaklastirilmasi D�s�k dereceli madenlerden ve madencilik end�strisi atiklarindan metallerin geri kazanilmasi Yenilenebilen Kaynaklar Teknolojisi Kimyasal ham madde ve etanol, metan ve hidrojen �retimi i�in lignosell�lozik materyalin yenilenebilen enerji kaynagi olarak kullanilmasi Bitki ve hayvan materyalinin tamaminin kullanilmasi

5. BIYOTEKNOLOJININ BASLICA UYGULAMA ALANLARI Ziraat ve Hayvancilik ? Besin degeri y�ksek, hastaliga diren�li, strese toleransli y�ksek kalitede ve verimde genetik m�hendisligi ile gelistirilmis bitkilerin olusturulmasi ? Hayvancilikta �r�n artirimini saglamak Saglik Yeni ila�larin olusturulmasi Ila�larin sadece hastalikli b�lgeye ulasmasinin saglanmasi Hastalik tanilarinin gelistirilmesi Asilarin gelistirilmesi Insan genomunun anlasilmasi Gen tedavisi

6. BIYOTEKNOLOJI ILE ILISKILI SEKT�RLERIN SINIFLANDIRILMASI Terap�tikler Hastaliklarin kontrol�nde ve tedavisinde kullanilan farmas�tik �r�nlerin �retimi Antibiyotik �retimi Asi �retimi Gen tedavisi ile ilgili �r�nlerin �retimi Tani kitleri Gida, �evre ve ziraatta kullanilan tani ve saptama kitlerin �retemi Gida �esitli gida �r�nleri, koruyucular, i�ecekler ve �esitli katki maddelerinin �retimi

7. �evre Aritim, Zararli maddelerin yararli hale d�n�s�m�, enerji �retimini saglayan sirketler Kimyasal ara �r�nler Enzimler, DNA, RNA, �zg�n kimyasallari �reten sirketler Te�hizat T�m makine donanimi, biyoreakt�rler, "software" ve biyoteknolojiyi destekleyen t�m t�ketim maddelerini �reten sirketler

8. Biyoteknoloji konu olarak �multidisipliner� yani bagimsiz pek �ok bilim dalini birarada barindirir. Eger biyoteknoloji �alismasi yapanlari bir liste altinda toplamak gerekirse Biyokimyacilar, Mikrobiyologlar,Genetik�iler, Molek�ler biyologlar, H�cre biyologlari, Botanik�iler, Ziraat m�hendisleri, Virologlar, Analitik kimyacilar, Biyokimya m�hendisleri, Kimya m�hendisleri, Kontrol m�hendisleri, Elektronik m�hendisleri ve Bilgisayar m�hendisleri bu liste i�erisinde sayilabilir. Ayrica bu liste olusturulan yeni bir teknigin pazarlanmasinda sorumlu olan ekonomistler, y�neticiler ve finans isi ilgili olan elemanlar ve yeni bir �r�n�n patent alinimindan sorumlu hukukcular da katilarak genisletilebilir.

9. Biyoteknolojinin Tarihsel Evrimi Ilk defa, 1919 yilinda, Karl Ereky tarafindan kullanilan Biyoteknoloji teriminin o zamanki tanimi, anlami ve kapsami, g�n�m�ze kadar gelisen modern tekniklerin bu alana uygulanmasi ile, �nemli �l��de degisikliklere ugramistir. Karl Ereky, biyoteknolojiyi �Biyoteknolojik Sistemler Yardimiyla Hammaddelerin Yeni �r�nlere D�n�st�r�ld�g� islemlerdir� seklinde tanimlamistir. Bu tanim, o zamanki geleneksel biyoteknolojik uygulamalara �ok benzemekte idi. ��nk�, o yillarda biyoteknolojik sistemler herhangi bir degisiklige ugratilmadan kullanilmaktaydi. Bunun baslica nedeni, teknolojinin gelismemis olmasiydi.

10. Son 25-30 yil, biyoteknolojik gelismelerin altin �agi olarak kabul edilmekte, biyoloji, kimya, fizik, biyokimya, mikrobiyoloji ve diger bilim dallarindaki yeni buluslarla bu yeni alan desteklenmis ve insanoglunun hayallerinin sinirladigi noktaya kadar adim adim ger�eklesmistir. Ortaya konan her yeni bulus veya teknik, diger bir uygulamaya, ileriye d�n�k olarak, b�y�k katkida bulunmus, onun temel ve itici g�c�n� olusturmus ve yeni ufuklarin a�ilmasina ve yeni problemlerin ortaya �ikmasini yol a�mistir.

11. D�nyada giderek artan sayida �lke, biyoteknolojik arastirmalarda ve buna bagli olarak olusturulan yeni �r�nlerin kullanima �ikarilmasinda, bu y�nden �ncelik kazanarak biyoteknoloji pazarina hakim olmada birbirleriyle yaris haline girmis bulunmaktadir. Bu alanda b�y�k aktivite g�steren bir�ok b�y�k firma kurulmus ve �ok b�y�k yatirim yapilmistir. Kisa bir gelecekte biyoteknolojik �r�nlerin, aynen mikroelektronik malzemeler gibi, gelismis �lkelerin ticar� bir silahi haline gelecegi �ok a�iktir.

12. Biyoteknoloji tarihinde �nemli bazi olaylar M� 6000 Mayalar ilk kez S�merler tarafindan bira yapiminda kullanildilar M� 4000 Misirlilar maya kullanarak ekmek yapimini kesfettiler

13. �z�m k�lt�r� yapimi (G�rcistan),

14. 1673 Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723),Protozoa ve bakterilerin fermentasyonda rol oynayabilecegini a�iklayan ilk bilim adami

15. 1928 Alexander Fleming petri kaplarinda bir par�a k�fle �evrelenmis b�l�mde t�m bakterilerin �ld�g�n� kesfetti. B�ylece penisilin d�nemi basladi. Fakat 15 yil sonra tibbi kullanim i�in uygun duruma geldi. 1938 Proteinler ve DNA �esitli laboratuvarlarda �alisilmaya baslandi. �Molek�ler biyoloji� terimi g�ndeme girdi. 1941 Bir gen bir enzim hipotezi ortaya atildi

16. 1943 Rockefeller vakfi Meksika h�k�meti ile isbirligi yaparak Meksika Tarim Programi baslatildi. Bu yabanci yardimiyla yapilan ilk bitki islahi �alismasi olarak biyoteknoloji tarihinde yerini aldi. 1953 Kortizon b�y�k �l�ekte �retilen ilk �r�n 1953 � 1976 DNA ile yapilan yaygin �alismalar

17. 1977 - G�n�m�z: Genetik M�hendisligi �alismalarinin baslamasi. Genentech Genentech, Inc., tarafindan somatostatin (insan b�y�me hormonu) bakteriye klonlandi. 1978 1978�de Herbert Boyer San Francisco California �niversitesi laboratuvarinda rekombinant insulin genini E. coli i�erisine aktarmayi basardi.

18. 1980 PATENT alinimina izin verilmesi ABD y�ksek Mahkemesinin petrol yiyen bakteri i�in patent vermesi Kary Mullis ve arkadaslari tarafindan PCR y�nteminin kesfedilmesi. 1982 Genetik m�hendisligi ile gelistirilmis insan insulinin bakteri tarafindan �retilmesi 1985 B�cek, bakteri ve viruslara diren�li bitkilerin toprakta yetistirilmesi �alismalari 1986 Ilk rekombinant asi (sarilik, Hepatit B) 1988 Ilk genetigi degistirilmis hayvan olarak meme kanseri �alismalarinda kullanilan fare i�in patent alinmasi 1990 Ilk basarili gen terapi �alismasinin yapilmasi 1994 Ilk genetik m�hendisligi ile gelistirilmis domatesin d�nya gida �rg�t� tarafindan kabul�

19. 1996 Biyosens�rlerin kullanilmasi 1997 Doly�nin yapilmasi 1998 Ebriyonik k�k h�cre �retimi 1999 Deli dana hastaligi i�in hizli ve hassas tani sisteminin gelistirilmesi 2001: 200,000 �alisan, devlete ait $30 milyar gelir, toplam 1450 sirket 350�si kamu sirketi 1992: 80,000 �alisan, $8.1 milyar devlete ait gelir. Yaklasik ayni sayida sirket

20. Tarihsel evrime g�re biyoteknoloji �� temel d�neme ayrilmaktadir. Bunlar da, 1) Geleneksel Biyoteknoloji: Karl Ereky�nin tanimladigi biyoteknoloji kapsaminda, biyolojik sistemler (genellikle bakteri, maya, mantar) hi�bir modifikasyona ugramadan aynen kullanilmaktaydi. Aslinda, bu tarihlere ait bilgi ve teknoloji de genetik d�zeyde degisiklikler yapabilecek durumda degildi. Yaklasik 20 yil kadar devam eden bu d�nemde biyolojik sistemler, ekmek, peynir, alkol, �esitli alkoll� i�kiler, sirke, yogurt gibi maddelerin �retilmesinde fazlaca kullanilmistir. Bu nedenle de bu periyot, �Fermantasyon teknolojisi� agirlikli olup buna y�nelik �retimi kapsamaktadir.

21. 2) Ara D�nem: 1940-1975 yillari arasini kapsayan bu d�nemde, biyolojik sistemlerin end�stride kullanim alanlari genisletilmis ve bazi k���k tekniklerin ilavesiyle de �retim gelistirilmis ve artirilmistir. Bu ara periyot i�erisinde antibiyotik, enzim, protein, karbonhidrat, organik asitler, alkol vb. maddeler fazlaca �retilmistir. Bu d�nemde, geleneksel biyoteknoloji gibi biyoteknolojik sistemler ve �zellikle de bunlarin genomlarinda k�kl� degisiklikler yapilmadigi i�in, bug�nk� anlamda kullanilan biyoteknolojik uygulamalari pek kapsamamaktadir. Bu nedenlerle de, bu ara periyot ta birincisi gibi fermantasyon teknolojisine dayanmaktadir.

22. 3) Modern Biyoteknoloji: Gelismis ve modern tekniklerin biyolojik sistemlere uygulandigi bu d�nem olduk�a ileri bir karakter tasimaktadir. Mutasyonlar veya Rekombinant DNA teknolojisi yardimiyla olusturulan yeni fenotipik karakter tasiyan Mutantlar veya Transgenik organizmalar, end�stride ve diger alanlarda (mikrobiyoloji, biyoloji, biyokimya, insan ve hayvan sagligi, hayvan islahi, ziraat, �evre vb.) �ok fazla kullanilmaya baslanmistir. Bu gelismelere paralel olarak, biyoteknolojinin taniminda da degisiklikler yapilmistir. 1982 yilinda OECD�nin raporunda belirtilen tanima g�re biyoteknoloji �Temel Bilimlerin ve M�hendislik Ilkelerinin, Ham Maddelerin Biyolojik Ara�lar Yardimi ile �r�nlere D�n�st�r�ld�g� S�re�lere Uygulandigi Bir Teknoloji�dir seklindedir. Bu tarif i�ine her ne kadar a�ik olarak belirtilmesede, genetik d�zeydeki manipulasyonlarin da i�inde bulundugu �Molek�ler Genetik ve Rekombinant DNA teknolojisi� de yer almaktadir.

23. Modern Biyoteknoloji Bu teknikler yardimiyla organizmanin yasami i�in gerekli b�t�n bilgilerin toplandigi ve kodlandigi genom kitapliginin = bankalarinin kurulmasi, olusan bankalardan arzu edilen genin izolasyonunun ve n�kleotid dizisinin saptanmasi ve bu dizilerde degisiklikler yapilmasi veya baska organizmalara aktarilmasi, gen reg�lasyonunun saptanmasi, hibrit h�creler elde edilmesi m�mk�nd�r. Bu teknikler yardimiyla biyoteknolojik asilar, proteinler, enzimler, antibiyotikler, hormonlar, sitokininler, monoklonal antikorlar, teshis koruma ve tedavi arastirmalarinda kullanilan diagnostik maddelerin ve kimyasallarin �retilmesi ger�eklestirilmektedir. Bu y�ntemler ile, dogal kosullari altinda ancak y�z binlerce yil i�inde meydana gelebilecek mutasyonlari, in vitro olarak kisa s�rede olusturmak m�mk�n olmaktadir.

24. Neden b�yle bir teknoloji (Rekombinant DNA Teknolojisi) gelisimine ihtiya� duyulmustur? 1) Genellikle bazi belli tipteki h�creleri b�y�k �l�ekte �retmek g��t�r. �rnegin memeli h�crelerini �zellikle insan kaynakli olanlari �retmek olduk�a zordur. �remeleri yavastir. Mikroorganizmalari �retebilmek i�in kullanilan basit y�ntemler bu tip h�creler i�in kullanilamaz. 2) Dogal kaynaklarin kullanimi sinirlidir. 3) Dogal kaynaklardan izole edilen bir �r�n�n kontaminasyon riski tasimasi �r: Serumdan izole edilen bazi fakt�rlerin (fakt�r XII) hemofili hastalari i�in kullanilmasi bu fakt�r�n izolasyonu sirasinda sarilik veya AIDS gibi bazi hastalik etkenleri ile kontamine olmasi olasiligini ortaya �ikarir. 4) Maliyet

25. ?Bu teknolojinin dogmasina bir baska nedende tamamen yeni bir �r�n�n �retilme istegidir. ? �rnegin end�stride biyokataliz�r olarak kullanilan enzimler sinirli �zelliklere sahiptir. ? Bu �zellikler �zel spesifite, katalitik aktivite ve stabilitedir. ? Enzimi kodlayan gende yapilan modifikasyonlarla enzimin yapisi ve diger �zellikleri avantaj y�n�nde degistirilerek konak organizmaya sokulur ve yeni bir s�per enzim elde edilebilir.

26. ?Ekonomik a�idan �nemli bitkilerin de genomlarinin degistirilmesi biyoteknolojinin diger bir �nemli konusudur. ?Tahillara atmosferden azotun fikse edilmesi �zelliginin kazandirilmasi sadece g�bre kullanilmamasini saglayan maliyet azalmasinin yanisira, g�bre kullanimi ile kirlenen tarladan yagmur sulari ile dogal su kaynaklarinin kirlenmesi de �nlenebilir. ? Ancak uzun yilardan beri yapilan bu �alismalar azot fiksasyonunun reg�lasyon mekanizmasinda �ok sayida genin etkili olmasi nedeniyle azot fiksasyonunun tahillar tarafindan yapilmasi hen�z basarilamamistir. ? Bundan baska tohumlardaki depo proteinlerinin miktarlari artirilabilir veya herbisitlere diren�li bitkiler gelistirilebilir. Ayrica �esitli hastaliklara diren�li, donmaya dayanikli, raf �mr� uzatilmis bitkiler de gelistirilebilir.

28. Biyoteknolojinin �retim S�reci Ticari degere sahip bir �r�n�n mikroorganizmalar kullanarak yapilan �retimi sirasinda end�striyel biyoteknoloji s�reci genellikle 3 temel asamaya ayrilir. �Upstream processing�: Hedef mikroorganizma i�in besin kaynagi olarak kullanilabilecek ham maddenin hazirlanmasi Fermentasyon ve transformasyon: B�y�k bir reakt�r (100 litreden b�y�k) i�inde antibiyotik, amino asit, enzim gibi arzu edilen �r�n�n olusumu (biyod�n�s�m) ile sonu�lanan hedef mikroorganizmanin �ogalmasi �Downstream processing�: Arzu edilen �r�n�n h�cre k�tlesinden veya besi ortamindan ayrilarak saflastirilmasi

29. Mikroorganizmalarla yapilan biyoteknolojik s�re�lerin �ogu genel olarak; S�re� M�h. Substrat + Mikroorganizma �R�N seklinde �zetlenebilir. S�re� m�hendisligi �retim islemleri (fermentasyon) ve bu islemler sonucunda olusan �r�n�n geri kazanilmasi ile ilgili y�ntemlerin saptanmasi, gelistirilmesi ve optimize edilmesini i�eren �alismalari kapsar.

30. �r�n h�cre biyomasi, h�crenin bir metaboliti ya da baslangi� materyalinin transformasyonu sonucu olusan bir madde olabilir. Bazi durumlarda �retimde canli organizma yerine mikroorganizmalarin �rettikleri enzimler kullanilabilir. Bu durumda; S�re� M�hendisligi Substrat + Enzim �R�N seklinde bir esitlik s�z konusudur.

31. S�re� gelistirilmesinden �nce arzu edilen �r�n�n saptanmasi gerekir. Genelde yabani suslar bu �r�n� az olusturduklarindan �r�n saptama y�ntemleri duyarli olmalidir. S�re� gelistirilmesinde �esitli y�ntemler kullanilabilir. Fakat �retimde ama� yalniz bir veya birka� y�ntemi kullanmaktir.

32. �retim i�in gerekli olan substrat, toplam imalat fiyatinin yaklasik %50 sini kapsadigindan m�mk�nse besiyeri ucuz ham madde i�ermeli fakat �retimin artirilmasi i�in gerekli olan spesifik katki maddeleri unutulmamalidir. 

33. Fermentasyon sonucunda olusan �r�n�n y�ksek verimde geri kazanilmasi diger bir �nemli konudur. Eger �r�n h�cre biyok�tlesi ( "biomass" ) ise olusan h�creler s�rekli toplanir ve fermentasyon devam eder. �r�n h�cre i�inde kalabilecegi gibi salgilama yeteneginde olan h�creler tarafindan da �reme ortamina salinabilir. H�crenin par�alanmasi, ekstraksiyon ve saflastirma islemleri sonucunda minimum kayip ile �r�n�n geri kazanilmasi saglanir.

34. Biyoteknolojik s�re�lerin en son asamasi elde edilen �r�n�n kalite kontrol� yapildiktan sonra paketlenmesi ve t�keticiye bozulmadan sunulmasidir.

35. Biyoteknolojide Biyolojik Sistemler

36. Biyolojik Sistemler Bakteri Mantar B�cek Bitki Memeli h�cre hatlari B�cek, bitki ve memeli viruslari �ok h�creli organizmalar (bitki, balik, fare ve evcil hayvanlar

37. Prokaryotlar ? Bakteriler ve Cyanobacteria (mavi-yesil bakteriler) ?Bakteriler, toprak, hava, su, hayvan ve bitki y�zeylerinde bulunurlar. Bazilari hastalik etkeni olmakla beraber �ogu zararsiz ve organik atiklarin geri d�n�s�m� sirasindaki yararli etkileri ve bir�ok faydali �r�n� �retmeleri nedeniyle biyoteknolojide olduk�a �nemli bir yere sahiptirler.

38. 1884 Christian Gram tarafindan bulunan Gram boyama y�ntemi ile bakteriler kabaca iki b�y�k gruba ayirabiliriz. Bakteriler iki farkli h�cre duvari yapisina sahiptir ve buna g�re farkli sekilde boyanma �zelligi g�sterirler.

39. Bakteri morfolojileri

40. Ayni genusa ait bazi t�rler end�striyel a�idan faydali �zelliklere sahipken bazilari insanlar i�in zararlidir. �rnegin Bacillus t�rleri toprakta yasarlar ve aerop veya fak�ltatif anaerop metabolizmaya sahiptirler. B. subtilis end�stride kullanilan amilaz enziminin kaynagidir. B. thruringiensis ise bir�ok bitki zararlisi b�cegin patojenidir. Ve bu nedenle b�ceklere diren�li bitkilerin olusturulmasinda genetik m�hendisliginin �nemli �alisma konularindan birini olusturur. B.athracis ise insanlara patojen etkiye sahiptir ve sarbon hastaliginin nedenidir.

41. Escherichia coli Genetigi, molek�ler biyolojisi, biyokimyasi, fizyolojisi ve genel biyolojisi son 50 yilda yapilan �alismalardan toplanan bilgilerle son derece iyi bilinen bir organizmadir. Gram (-), patojen olmayan, �omak seklinde, hareketli bir organizmadir. Dogal olarak insan barsaginda bulunur, normal olarak toprak veya suda bulunmaz.

42. �ok basit besi ortamlarinda kolaylikla b�l�nerek �ogalabilir Generasyon s�resi 37�C�da logaritmik fazda yaklasik 22 dakikadir. Aerobik ve anaerobik olarak �reyebilir (rekombinant �heterolog- protein �retiminde aerobik �reme) Oksijen, �retimde en �nemli sinirlayici fakt�rd�r.

43. Prokaryotik Biyolojik Sistemler E.coli disindaki diger prokaryotlar Acremonium chrysogenum Bacillus brevis Basillus subtilis, Basillus thuringiensis Corynebacterium glutamicum Erwinia herbicola Peudomonas spp Rhizobium spp Streptomyces spp Trichoderma resei Xanthomonas campestris Zymomonas mobilis

44. Bu organizmalar iki grub altinda toplanabilir �zel bir fonksiyona sahip bir gen i�in konak olma �r: termofillerden izole edilen ve PCR teknolojisinde kullanilan isiya diren�li DNA polimeraz enziminin E.coli�de klonlanmasi ve �retimin ger�eklesmesi Belirli isleri �ok daha etkin yapabilmek i�in genetik m�hendisligi ile gelistirilme �r: End�striyel a�idan �nemli amino asitlerin �ok fazla �retilmesi i�in Corynebacterium glutamicum�un �esitli t�rlerinin gelistirilmesi

45. Cyanobacteria (mavi-yesil bakteriler) �r: Anabaena cylindris, Nostok muskorum, Spirulina platensis Mavi-yesil bakteriler prokaryotlar sinifina dahil olup fotosentez �zelligine sahiptir. Ilk kez varliklari fosillerde saptanmistir. D�nya olusumunda belki de ilk canli organizmalardir. Tatli ve tuzlu sularin y�zeylerinde bulunurlar. Karada ise isigin ve nemin oldugu �amur ve kaya, tahta veya bazi canli organizmalarin y�zeylerinde bulunabilirler. Koyu yesilimsi-mavi pigmentlerinden dolayi bu isimle adlandirilirlar.

46. Cyanobakterilerin yapisi H�cre duvari yapi ve fonksiyon bakimindan Gram(-) bakterilere benzer. Fotosentetiktirler. Klorofil ve karotenoid pigmentler �lamella� adi verilen h�cre y�zeyi membraninda, fikosiyanin ve fikoeritrin gibi pigmentlerde fikobilisomlarda bulunur. Fikobilisomlar tlakoid memmran y�zeyinde bulunurlar

47. Fikosiyanin Yesil isigi absoblar (615-620A). ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ Allofikosiyanin Turuncu isigi absorblar (650-670A) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ Fikoeritrin Yesil isigi absorblar��(495-570

48. Cyanobakterilerin yapisi AZOT FIKSASYONU: Sadece birka� organizma atmosferik azotu amonyaga red�klemek yoluyla a.a. ve proteinleri �retmek �zere organik asitlere d�n�st�r�lebilir. Azot fikse edebilen bakteriler gibi mavi-yesil bakterilerde b�yle bir yetenege sahiptir. H�creler nitrogenaz enzimi ile bu reaksiyonu ger�eklestirirler. Bu enzim oksijen ile inaktive olur. Bu nedenle azot fikse eden h�crelerin i�indeki kosullar anaerobik olmalidir. Anabaena gibi bazi mavi-yesil bakterler azot fiksasyonundan sorumlu heterosit adi verilen �zel kalin duvarli h�crelere sahiptirler.

49. Heterositler h�cre duvarlarinda bulunan �zel bir por araciligi ile vejatatif h�crelere baglanirlar. Bu porlar isik mikroskobu ile g�r�lebilirler. Anabaena flamentleri seker ve oksijen �reten fotosentetik h�crelerden olusmustur.

50. Bir�ok flamentli mavi-yesil bakteri akinet veya spor diyebilecegimiz olumsuz kosullarda devamliliktan sorumlu olan h�creler olustururlar. Bu h�creler heterosit h�creye yakin olan vejatatif h�creler tarafindan olusturulur. H�cre boyutunda artis olur ve b�y�k miktarlarda besin depolanir. Gas vakuolleri kaybolur. Bunun sonucunda akinetler suyun dibinde yillarca canliliklarini koruyabilirler. Kosullar uygun oldugunda tekrar hizla b�l�nerek �ogalirlar.

51. Mavi-yesil bakterilerin biyoteknolojik �nemi M-Y bakteriler fotosentez yetenekleri, y�ksek protein i�erikleri ve basit besiyerlerinde hizli �ogalmalari nedeniyle besin kaynagi olarak kullanim alanina sahiptir.Tek h�cre proteini (THP) elde edilmesinde en �ok denenen g�n�m�zde insan ve hayvanlarin beslenmesinde genis uygulama alani olan mavi-yesil bakteriler, diger mikroorganizmalardan farkli olarak yeterli miktarda karbondioksit, belirli derecede aydinlatma, genis �retim ortami gibi �zel kosullara gereksinim g�sterirler.

52. Spirulana Sprilulina platensis: Afrika ve g�ney Amerika�da ki sig g�llerde dogal olarak bulunur. Binlerce yildan beri y�redeki insanlar tarafindan toplanan bu algler kurutulduktan sonra besin kaynagi olarak �ogunlukla sos seklinde veya �orba i�inde kullanilmaktadir. Nostoc ise Peru ve G�ney dogu Asya �da besin maddesi olarak kullanilan bir diger M-Y bakteridir.

53. G�BRE OLARAK: Mavi-yesil bakterilerin azot fiksasyon �zelligi saptandiktan sonra kurutulmus Tolypthrix tenuis pirin� tarlasina serpildiginde azot fiksasyonunda ve verimde artis g�zlenmistir. M-Y bakterilerin Hindistan da pirin� tarlalarinda g�bre olarak kullanimiyla topragin havalandirilmasi sonucunda su ge�isi ve topragin sicakliginin daha homojen olmasi saglanmaktadir. Azot fiksasyonu i�in M-Y bakterilerin Rhizobium�larin yerini almasinin bazi avantajlari vardir. Mavi-Yesil bakteriler havadaki azotu amonyuma red�klerken fotosentez metabolik yolunu kullanirlar. Yani bir bitki ile simbiyotik bir yasam ve enerji kaynagi olarak herhangi bir organik molek�l ilavesi gerekmez. Tarimda azot fikse eden M-Y bakteriler organik g�bre olarak kullanilabilir. �in, Hindistan, Filipinler gibi pirin� t�ketimi fazla olan b�lgelerde b�y�k oranlarda �rerler. Pirincin b�y�me sezonunun basinda eger suya M-Y bakterilerin baslangi� k�lt�rleri ekilirse pirin� veriminde %15-20 oraninda artis oldugu bildirilmektedir.

54. Mavi-yesil bakterilerin biyoteknolojik �nemi Arastirmalar Mavi-Yesil bakterilerin g�nes enerjisi d�n�s�m sisteminde yer almasi i�in devam etmektedir. Anabaena cylindrica heterocystleri vejatatif h�crelerde fotosentez yoluyla olusturduklari oksijeni disari verirler. Azot yoklugunda ise heterositlerde nitrogenaz enzimi kataliz�rl�g�nde elektronlar H+ iyonuna transfer edilerek Hidrojen gazi a�iga �ikarirlar. Oksijen ve Hidrojen her ikisi de end�stride ihtiya� duyulan gazlardir. BIYOLOJIK OLARAK AKTIF MOLEK�LLERIN �RETIMI: Mavi-Yesil bakteriler antibiyotiklerin ve diger biyolojik olarak aktif molek�llerin ticari boyutlardaki �retimi i�in b�y�k bir potansiyel olustururlar. ��nk� Mavi-Yesil bakteriler heterotroftur. Bu �zellikleri de onlarin fermentasyon kosullarinda �retilmelerine olanak saglar. Hen�z arastirma asamasinda olan Anacystis nidulans ile yapilan rekombinant DNA teknolojisi �alismalariyla nadir bilesiklerin �retiminde kullanimlari ama�lanmaktadir. Sonu� olarak : Ferment�r kosullarinda �reyebilirler, uzun s�reli fizyolojik stabiliteye, basit besin gereksinimine, k�p�k olusturmama �zelligine sahiptirler. Diger alglerden farkli olarak azot fiksasyonu yapabilme farkliligina sahiptirler. Optimum sicaklik 35oC dir. Karanlikta veya g�n isiginda heterotrofik olarak �rerler.

55. Biyoteknolojide Biyolojik Sistemler Mayalar

56. Maya Mayalar; tek h�creli �karyotik Tomurcuklanarak veya b�l�nerek eseysiz

57. farkli esem tipine sahip h�creleriyle eseyli olarak �ogalabilirler

58. Mayalarin tanimlanmasi maya biyoteknolojisi i�in olduk�a �nemlidir. �rnegin end�striyel s�re�lerde yabani ve k�lt�re edilmis mayalar arasindaki farki g�sterebilmek esastir. Bira �retiminde �r�nde istenmeyen aroma olusumuna neden olan yabani irkin karismasi veya ekmek mayasi �retiminde seker transport yetenegi daha fazla olan Candida utilis mayasinin karismasi ekmek mayasi �retiminde kullanilan Saccharomyces cerevisiae mayasinin �remesini engelleyecektir

59. Maya genuslarinin ayriminda fizyolojik testlerle birlikte morfolojik testler de kullanilir. G�n�m�zde 700 civarinda maya t�r� tanimlanmistir. Fakat bu sayi maya �esitliliginde sadece �ok k���k bir b�l�m� temsil etmektedir. Tanimlanmamis maya genus ve t�r sayisi �ok daha fazladir.

60. Maya biyologlari i�in maya �esitliligini tanimlamak kadar diger �nemli bir nokta �zellikle biyoteknolojik �neme sahip t�rleri belirleyip saklamak ve koruyabilmektir. Molek�ler biyoloji tekniklerinin yaklasimiyla t�rler daha hizli ve kolay bir sekilde karakterize edilebilmektedir. G�n�m�zde 6 mayanin genom projesi tamamlanmis ve islevsel genomik �alismalari ile genlerin islevlerinin belirlenmesine devam edilmektedir.

61. Maya h�creleri klorofil i�ermez ve zorunlu olarak kemoorganotrofiktirler. �remek i�in organik karbona gerek duyarlar. Karbon metabolizmalari �ok �esitlidir. �rnegin basit sekerleri, polioller, organik ve yag asitleri alifatik alkoller, hidrokarbonlar ve �esitli heterosiklik ve polimerik bilesikleri karbon kaynagi olarak kullanabilirler. Bu �zellikleri nedeniyle farkli habitatlar i�in �zellesmis t�rler kolaylikla saptanabilir.

62. Mayalar toprak, hava ve sudan izole edilebilirler. Bazi mayalar ekstrem ortamlarda �rnegin ozmofilik mayalar seker bakimindan zengin ortamlarda yasayabilirler. Bu t�r mayalar genellikle gida bozucu olarak bilinir. Bunun disinda firsat�i patojen olarak bazi maya t�rleride �rnegin Candida albicans pek �ok infeksiyondan sorumludur.

63. Mayalar insanlar i�in; ekonomik, sosyal ve saglik a�isindan olduk�a �nemli en eski evcillestirilmis organizmalardir. Alkoll� i�e�eklerin �retiminde, ekmek yapiminda hamurun kabarmasi i�in binlerce yil �ncesinden beri kullanilmaktadirlar. Ger�ekte bira yapimi belkide d�nyanin ilk biyoteknolojisini temsil etmektedir.

64. G�n�m�zde mayalar geleneksel gida fermentasyonunun disinda �ok �esitli alanlarda da kullanilmaktadir. �zellikle genetik m�hendisligiyle gelistirilmis mayalar hastaliklarin �nlenmesinde ve tedavisinde kullanilan pek �ok farmas�tik ajanin �retilmesinde yaygin bir sekilde kullanilmaktadir.

66. Biyoteknolojik �neme Sahip Bazi Mayalar Axula adeninivorans Candida t�rleri Nitrat ve aminleri asimile eder, 45 C �zerinde �reyebilir, pek �ok hidrolaz salgilayabilir. C.albicans hidrokarbonlardan aminopenisillanik asit ve B6 vitamin �retimi, C.boidinii NAD, FAD metil ketonlar ve sitrik asit �retimi, C.famata riboflavin, C.maltosa biyok�tle proteini i�in yag asiti ve alkan kullanimi, C.tropicalis triptofan, C.pelliculosa sel�lozik materyalden biyok�tle proteini, C.utilis, pek �ok �r�n eldesi, ksilozda �reyebilme, klonlama teknolojisinde kullanim, C.shehatae ksiloz fermentasyonu

67. Biyoteknolojik �neme Sahip Bazi Mayalar Hansenula polymorpha Kluyveromyces marxianus ve K.lactis Pachysolen tannophilus Heterolog gen anlatimi i�in kullanilabilen metilotrofik maya Laktoz ve polyfruktosani fermente eder. Dogal kakao fermentayonu. Pek �ok enzim i�in kaynak olabilir, klonlama teknolojisinde kullanilabilir. Bitki lignosel�lozik hidrolizatlarindan kaynakli pentoz sekerlerinin fermentasyonu

68. Biyoteknolojik �neme Sahip Bazi Mayalar Phaffia rhodozyma ve Pichia t�rleri Rhodosporidium toruloides Gida boyasi olan astaksantin pigment �retimi. P.guilliermondii riboflavin sentezi ve hidrokarbonlardan biomas protein eldesi. P.methanolica etanol biosens�r� olarak kullanilan alkol oksidaz �retimi.P.pastoris metanolden biomas protein eldesi, heterolog gen anlatimi ve insan terap�tik proteinlerini �retebilen metilotrofik maya Fenilketan�ri tedavisinde kullanilan PAL enzim kaynagi

69. Biyoteknolojik �neme Sahip Bazi Mayalar Saccharomyces t�rleri Saccharomycopsis t�rleri Schizosaccharomyce pombe S.cerevisiae klasik gida fermentasyonu. Bira, sarap, ekmek, rom, cin yapimi. Yakit, alkol, gliserol, invertaz ve hayvan besini kaynagi.Rekombinant DNA teknolojisiyle sayisiz protein �retimi. S.fibuligera amilolitik maya. Geleneksel Afrika alkoll� bira yapimi. Saraplarin deasidifikasyonu. Y�ksek etanol ozmotik tolerans.. Biyok�tle protein eldesi, heterolog gen anlatimi ve mutagenez testlerinde kullanim.

70. Schwanniomyces t�rleri Trichosporon cutaneum Yarrowia lipolytica Zygosaccharomyces rouxii S.castellii ve S.occidentalis amilolitik mayalar. Nisastanin ve in�linin etanole �evrimi ve heterolog gen anlatiminda kullanilabilirler. Fenol varligina iliskin bisensor olarak kullanilir. Lipid ve hidrokarbonlardan biomas protein eldesi. Sitrik asit ve h�credisi enzim �retimi. Japon soya sosu karakteristik aromasini vermede kullanilan halofilik ve ozmotolerant maya t�r�.

71. End�striyel mayalarin �ogu �zellikle fermente i�e�eklerin �retiminde kullanilanlar genetik bakimindan karmasiktirlar ve stabil bir haploidi g�stermezler. �rnegin bira yapiminda kullanilan Sacchoromyces t�rleri poliploid veya an�pliod (diploid-heptaploid) irklardir. Bu nedenle gelistirilmelerinde eseyli �reme �zelliklerinden yararlanilamaz.

72. Bunun yerine klasik bira tadini veren organoleptik �zellikleri iyi olan karakteristik fermentasyon yapan irklardan dogal se�imle en iyi olan se�ilir. Bunun disinda end�striyel mayalarin gelistirilmesinde s�phesiz genetik m�hendisliginin �nemi olduk�a fazladir.

73. Rekombinant DNA teknolojisi ile gelistirilen rekombinant mayalar tarafindan �retilen biyolojik olarak aktif rekombinanat proteinlerin veriminin arttirilmasinda iki �nemli yaklasim vardir: molek�ler genetik tekniklerin kullanimi fermentasyon teknolojisi.

74. Gida T�z�g�ne Uygun, Genetik Olarak Degistirilmis Mayalar Maya Ekmek Mayasi Bira Mayasi Tanimlama Glukoz baskisindan ka�inmak ve hamurlasmayi �nlemek i�in maltoz kullanim genleri degistirilmis. Maltodekstrinleri kismi olarak par�alayan STA2 genini i�eren plazmidi tasir.

75. Alkoll� i�e�eklerin �retiminde mayalar Alkoll� i�e�eklerin �retimi tarih olarak �ok eskidir. G�n�m�zde maya fermentasyonu pek �ok �lkenin ekonomisi i�in olduk�a �nemlidir. Bira �retimi bilinen en eski biyoteknolojik s�re�tir. Bira disinda sarap distillenmis i�ecekler �cider�, �sake� ve �esitli lik�rler

78. Bazi alkoll� I�eceklerin �retim �zeti

79. Biyoalkol �retimi Etanol�n yenilenebilir kaynaklardan mayalar kullanarak �retilmesi t�m d�nyanin ilgisini �eken konulardan biridir. Ilk �retim 1930�larda baslamistir fakat petrol fiyatlari d�s�r�l�nce teknoloji birakilmistir. 1970�deki petrol krizi ile birlikte yeniden g�ndeme gelmistir. Brazilya seker kamisini ve melasi substrat olarak kullanarak �rettigi petrol� yakit ama�li kullanmaktadir. Brazilya�da otomobillerin �ogu alkol veya alkol+benzin karisimi (gasohol) ile �alismaktadir.

80. Genetik m�hendisligi ile gelistirilmis mayalarin lignosel�lozik (odunsu) atiklari substrat olarak kullanarak etanol �retmeleri y�n�nde yogun �alismalar yapilmaktadir. Etanol disinda mayalarin �rettigi diger biyoalkoller gliserol ( alkoll� i�ecekler i�in aroma katici, nitrogliserin t�revli patlaticilar yapiminda), ksilitol (seker yerine diyabetik �r�nlerin yapiminda), sorbitol, arabinitol (d�s�k seker i�erikli gidalarin yapiminda; ila�larin kaplanmasinda yenilebilir kaplama maddesi olarak)

81. Lignosel�lozik Materyallerden Etanol �retimi

82. Yakit Ama�li Etanol �reten Mayalarda Istenen �zellikler Genel �zellik Fermentasyon �reme �rnekler Hizli fermentasyon, y�ksek oranda etanol �retimi. Y�ksek etanol toleransi. Fermentasyon i�in optimum y�ksek sicaklik ve d�s�k pH. Substratlarin etkin kullanimi. K���k �l�ekte fermentasyon metabolitleri. (Gliserol, esterler vb.) Hizli maya �retimi. Y�ksek oranda canliligi s�rd�rme. �esitli etkenlere karsi tolerans. (Y�ksek seker ve toksik kimyasallar) Genetik kararlilik. Bakteri kontaminasyonuna diren�. Fermentasyon sirasinda en az isi �retimi.

83. Maya biyok�tlesi t�revli �r�nler Ekmek mayasi olarak S.cerevisiae yilda milyonlarca ton �retimektedir. Bunun disinda; hayvan yemlerine katki olarak tek h�cre proteini seklinde, biyosorbent olarak agir metal temizliginde, gida renklendirilmesinde pigmentli mayalar, insan ve hayvanlar i�in probiyotik olarak (b�y�me fakt�r�/biyofarmas�tik ama�li) maya biyok�tlesi kullanilmaktadir.

84. Maya Biyok�tlesinin End�striyel Kullanimlari

85. S.cerevisae Disindaki Maya Biyok�tlesinin Biyoteknolojik Kullanimi Maya Kluyveromyces marxianus ve K.lactis C.utilis Phaffia rhodozyma Saccharomyces boulardii Pichia pastoris ve H. Polymoroha Yarrowia lipolytica ve C. paraffinica Rhodotorula glutinis,Lipomyces lipofer,Cryptococcus curvatus ve Candida t�rleri Biyomas Kullanimi Hayvan besini. Laktaz kaynagi Tek H�cre Proteini Karoten pigmenti Bioterap�tik ajan THP ve metanolden rek proteinler Alkanlardan Tek H�cre Proteini eldesi Ucuz karbon kaynaklarindan Tek H�cre Yagi Eldesi

86. T�m H�cre Maya Kitlesinin Yeni Kulanim Alanlari Uygulama �iftlik Hayvanlari �reme Fakt�r� Yorum Gevisgetirenlerde hayvan b�y�mesini ve s�t verimini arttirmak i�in iskembe b�lgesini stabilize eden S.cerevisiae kullanilir. Mayalar iskembede oksijensiz ortam saglayarak oksidadif hasari engeller. Iskembedeki yararli bakterilerin �remesini, malik asit gibi maddeleri �reterek saglarlar.

87. Biyoterap�tik ajan Kimyasal Reaktant Besin pigmenti S.cerevisia anti akne ajani ve menstr�asyon �ncesi agri gideriminde, S.boilardii bazi ince barsak hastaliklarina karsi koruyucu ajan olarak ve anti Candida ajani olarak da kullanilir. Organik kimyacilar S.cerevisiae�yi bazi kimyasal maddelerin modifiye edilmesinde kullanirlar. Bu reaksiyonlarin bazilari end�stride rutin kullanim alani bulmustur. Phaffia rhodozyma bazi deniz mahs�llerinde renklendirici olarak kullanilan pigmentler �retir.

88. Biyokontrol ajani Biyoremediyasyon ajanlari Biyosens�r Biyoelektriksel yakit h�cresi S.cerevisiae tahil �r�nlerinde fitoalleksin elisit�r� olarak kullanilir. Birka� maya t�r� fungal meyve hastaliklarinin biyokontrol�nde kullanilir. Bazi mayalar end�striyel atiklardan Ag, U, Co, Cu,Cd gibi agir metalleri temizler. Organik atiklardan karbon ve nitrojenleri uzaklastirir. Herbisit gibi zararli toksikleri etkisizlestirir. S.cerevisiae ortam kirliligi test etmede biyosens�r olarak kullanilabilir. Elektron �reten maya destekli yakit h�creleri ve maya temelli yari iletkenler

89. Maya K�kenli Enzimlerin Kullanimi Substrat Enzim Nisasta ?-Amilaz, glukoamilaz Sukroz Invertaz In�lin In�linaz Uygulamalar Nisasta atiklarinin d�n�s�m�yle bioetanol ve biomas �retimi. D�s�k karbohidratli bira yapimi. Maya invertazinin tekstil end�strisinde sukroz hidrolizinde kullanimi.�ikolata yapiminda inert seker eldesi Kluyveromyces t�rleri, etanol ve y�ksek fruktozlu suruplarin eldesinde, polifruktan ve levanlarin hidrolizinde etkili in�linaz enzim kaynagidir.

90. Laktoz Laktaz Yaglar Lipaz Sel�loz Yari sel�loz Sel�laz vb. Kluyveromyces t�rleri s�tteki laktozun par�alanmasinda ve g�nl�k atiklardan etanol ve biyomas protein eldesinde kullanilan laktaz kaynagidir.Laktaz yiyecek islemede de kullnailir. Kluyveromyces�teki ilgili genler S.cerevisiae�de klonlanmistir. Hazim kolaylastirici,tat modifiye edici eldesinde ve yaglarin esterifikasyonunda trigliseritlerden serbest yag asidi ve gliserol saglanmasinda lipazlarin kullanimi. Sellobioz�un fermentesinde bazi mantarlar, ksilanlarin par�alanmasinda bazi mayalar kullanilir. Kimi genler S.cerevisiae�de klonlanmistir ve yenilenebilir biok�tledenbioetanol �retiminde kullanilmaktadir.

91. Mayalarin Biyomedikal Alanlarda Kullanimi onkoloji, farmakoloji, toksikjoloji, viroloji insan genetik hastaliklari i�in model organizma olmalari �ok �nemlidir.

92. 2001 Nobel Tip ve Fizyoloji �d�l�Maya h�cre b�l�nmesinin kontrolu ve kanser Leland H. Hartwell R. Timothy Hunt Paul M. Nurse

93. Mayalara Klonlanmis Bazi Terap�tik Protein �rnekleri DNA Kaynagi Prokaryotik Viral Protozoal Hayvan Insan Gen �r�n� �rnekleri Tetanoz toksin fragment C; Herpes,Hepatit,Onkogenik vb. bazi vir�slerden y�zey antijeni ve enzim kodlayan genler. Malarya antijeni S�l�kten hirudin,engerekten ekhistatin,tavsan ?-globin,sigir ve fare interl�kini vb. Ins�lin,paratiroid hormon, somatostatin, b�y�me hormonu, islevsel antijenler ve IgE fakt�r�, ins�lin benzeri b�y�me fakt�r�, t�m�r nekroz ve sinir b�y�me fakt�rleri, interferonlar, hemoglobin, fakt�r 8 ve11, albumin, fibrinojen, Superoksit dismutaz, ?-amilaz, gastrik lipaz vb..

94. Maya genomik ve poroteomik �alismalarinin tamamlanmasiyla pek �ok insan genetik hastaliginin tanisinin konmasi ve tedavisi yakin bir gelecekte ger�eklesecektir.

95. Maya End�strisinde �killer��ld�r�c� Fakt�rler End�striyel mayalarin bazilarinda virusa benzeyen �ift iplikli RNA�lar tarafindan sentezlenen toksik bir molek�l (proteinaceous), bu molek�le sahip olmayan mayalar i�in �ld�r�c� etki g�sterir. Bu fakt�rlerin varligi �zellikle biracilik end�strisinde �ok b�y�k sikintilara neden olmustur. �ld�r�c� maya suslari bira olusumunu tamamen durdurmakta ve biraya k�t� bir tat kazandirmaktadirlar. Fermentasyon sekt�r�nde steril olmayan tip a�ik fermantasyon yapildigi i�in arzu edilmeyen maya t�rleri sisteme girebilmekte fermantasyon verimini ve �r�n kalitesini bozmaktadir. �zellikle killer plazmid tasiyan maya t�rlerinin sisteme girmesi durumunda killer toksinine hassas baslangi� k�lt�r� zarar g�rmekte, �nemli �l��de verim kaybina ve �r�n kalitesinin d�smesine neden olabilmektedir.

96. Bu problemin en mantikli ��z�m� ise yabanci organizmalarin toksinlerine bagisiklik kazanmis bir maya t�r� olusturmaktir. Arzu edilmeyen maya t�rleri tarafindan olasabilecek bir kontaminasyonu �nlemek amaciyla molek�ler biyoloji teknikleri kullanilarak killer plazmid i�eren bir ekmek mayasi k�lt�r� gekistirmek m�mk�nd�r.

97. K�fler K�fler hifli mantarlardir. Bir�ok organizma ve gida maddesi ( ekmek, meyve, sebze.. vb) �zerinde olusturduklari pamuk g�r�nt�s�ndeki doku nedeniyle mayalardan �ok daha �nce kesfedilmislerdir. K�fler, end�stride bir �ok �r�n�n eldesinde, atiklardan degerli �r�nlerin olusturulmasinda kullanilan farklilasma g�stermeyen ve klorofil i�ermeyen mikroorganizmalardir. Dogada ve toprakta yaygin olarak bulunan k�flerden end�striyel mikrobiyoloji alaninda �nem tasiyanlar mikroskobik olanlardir. K�flerin �redikleri ortama proteaz, lipaz, karbonanhidrazlar gibi litik enzimleri salgilamalari ve k�flerin �rettikleri �esitli metabolitlerin bir�ok alanda kullanilabilir olmasi bu organizmalarin end�strideki �nemini olduk�a artirmaktadir. Ayrica insan, hayvan ve bitkiler i�in patojen olan t�rleride bulunmaktadir.

98. K�flerin Biyolojisi Bir k�f, protoplazma iplikleri veya uzantilari olan hiflerden ve sporlardan olusur. Hiflerin yaptigi yumagi misel adi verilir. Hifler, b�lmeli hifler ve b�lmesiz hifler olarak ikiye ayrilir. B�lmeli hifler b�lmeler ile h�crelere ayrilirlar ve her h�crede bir veya iki h�cre �ekirdegi bulunur.

99. B�lmesiz hiflere s�nositik hif adi da verilir. B�lme i�ermezler ve �ok �ekirdeklidirler. �reme hifleri genellikle koloninin y�zeyinde bulunan ve �reyen h�creleri veya sporlari tasiyan hiflerdir. Hifsel �reme ortamin besin kosullari ile yakindan ilgilidir. Beslenme hifleri ise koloniye besin saglayan hiflerdir. Beslenme hifleri sayesinde h�crenin bulundugu noktadan uzakta olan substratlara ulasmalari saglanir.

100. K�flerin h�cre duvari glukan, kitosan ve kitin gibi farkli glukoz polimerlerinden yapilabilir. Birka� �rnekte h�cre duvarinin sadece kitinden olustugu bilinmektedir. Ayni zamanda h�cre duvari % 80 � 90 polisakkarit polimerleri de i�erir. Geri kalan b�y�k bir kismi ise protein ve lipidlerden olusur. Hifler u� h�crelerin gelismesi sonucu apikal b�y�me ile veya b�lmeli hiflerde oldugu gibi apikal b�y�me ve hifin herhangi bir b�l�m�ndeki h�crelerin b�l�nmesiyle gelisir ve uzarlar.

101. K�FLERIN YASAM �EVRIMI �ok h�creli k�flerin yasam �evrimi eseyli veya eseysiz sporlarla olabilir. �esitli cins ve t�rlerde farkli detaylara sahip olmakla beraber genel �zellikleri bakimindan benzerlik g�sterilir. Bazi eseysiz sporlar, sporangiofor adi verilen �zel bir hif uzantisinin ucunda bulunan sporangium denilen kapali bir yapi i�inde olusurlar. Bazilari ise konidiofor adi verilen �zel hiflerden olusarak konidium adini alir. Diger eseysiz spor bi�imi ise klamidospor�dur. Klamidospor genellikle vegetatif h�creden gelisir, kalin duvarlidir ve uygunsuz kosullara dayaniklidir. Eseysiz �remede r�zgarla dagila konidialar, miselyumun olusturdugu konidioforlarin u�larinda meydana gelir. Konidialarin �imlenmesiyle vejatatif �reme devam eder.

102. K�flerde eseyli �reme

103. End�striyel �nemi Olan K�flerin Siniflandirilmasi Ascomycetes : Mayalarda oldugu gibi sporlarini askus keseleri i�erisinde olustururlar. Bununla beraber filamentli mantarlarda askuslar kompleks bir yapi olan ascocarp i�inde olusurlar.

104. Basidiomycetes grubu k�fleri eseyli sporlari basidia, basidiocarp i�inde gelistirirler. H�cre �eperleri glukan ve kitinden olusur. Agaricus t�rleri insanlar i�in end�striyel mantar t�ketimine cevap vermek �zere �retilir.

106. Deuteromycotina: Bu gruptaki k�flerde eseyli �reme yoktur. Sadece konidia olarak bilinen eseysiz �reme yapilariyla �rerler. H�cre �eperleri glukan ve kitinden olusur. Bu gruba giren en �nemli end�striyel k�fler Aspergillus ve Penicillum�dur.

107. A. niger sitrik ve glukonik asit �retimde kullanilir. A. oryzae pirin� ve soya �r�nlerinin fermentasyonunda ( besin end�strisinde) , proteolitik ve amilolitik enzimlerin �retilmesinde kullanilir. Bazi t�rleri ise bitkilere �rnegin pamuga patojen etkiye sahiptir. Findik veya fistik �zerinde �reyen A. flavus insan ve k�mes hayvanlarinda karaciger kanserini ind�kleyen etkiye sahip B1 � mikotoksin�ini �retirler. Mitotoksinler genelde k���k molek�l agirlikli, insan ve hayvanlara karsi toksik olan k�flere ait metaboliklerdir.

108. End�striyel k�flerden en �ok �zerinde �alisilan Penicillum t�rleridir. Her �esit organik materyal �zerinde �reyebilen sporlari havada sporofit olarak bulunur. P.griseofulvum griseofulvin �retiminde kullanilir. Bu madde deri ve tirnaktaki mantar tedavisinde kullanilir. Griseofulvine duyarli mantarlarda antibiyotik, mikrotubullerdeki tubulinin olusumuyla ilgili proteine baglanarak mitozda kromozomlarin ayrilmasini ve hifsel �remeyi durdurur. Penicillum�un diger t�rlerinin bir�ogu besin end�strisinde �nemlidir. �rnegin P. camemberti, P.roqueforti isimleriyle anilan peynirlerin yapilmasinda kullanilir.

109. Zygomycetes: Sporocarp i�erisinde aseks�el (eseysiz), hareketsiz sporlara sahiptir. H�cre duvari kitosan ( glukozaminin �ok az yada hi� asetillenmemis polimeridir) ve kitinden olusur.

110. Bu grubun end�striyel k�fleri Mucor ve Rhizopus� tur. Rhizopus migricans sitrik asit �retiminde kullanilir. Mucor ise daha �nce anlatildigi gibi peynir yapiminda kullanilan rennin �retimnde kullanilmaktadir. Mucor pussillus ve Mucor miehei�den izole edilen asit proteazlar s�t proteini kazeindeki peptid bagini par�alayarak kazinin ��kmesine neden olur.

111. Normal dogal kosullar altinda mantarlar eseysiz olarak �ogalirlar. Eseyli �reme ise sadece uygun sartlar altinda nadiren olabilir. K�flerin end�striyel �retimi ise �zel olarak tasarimi yapilmis sadece misel olusumuna izin veren yatay tanklarda yapilir.

112. K�flerin �rettigi end�striyel �r�nlerden bazilari Antibiyotikler Sitrik asit �esitli peynirler ; Rokfor, camembert, brie peynirleri gibi Sake (Japon i�kisi) Soya fasulyesi sosu ve diger bazi soslar �esitli enzimler ; Amilaz, Glukoaminaz, Sellulaz, Pektinaz, Proteaz, Mikrobiyal rennet gibi

113. Protist Protistler (protozoa) nemin bulundugu yerlerde, tuzlu ve tatli sularda ve toprakta bulunurlar. Simbiyotik ve parazit t�rlerinin yani sira serbest yasayan t�rlerde bulunmaktadir. Bazilari ototrofik, diger bazilari saprofit, bir grup ise heterotrofiktir. Besin maddelerinin sindirimi sitoplazmadaki besin vakuolleri i�inde olmaktadir. Gaz degisimi h�cre zarindan dif�zyon yoluyla olmaktadir. H�cre metabolizmasinin sonucu olusan atiklar h�creden dif�zyonla atilir.

114. Biyoteknolojik �nemleri Siliatlarin bir �ogu saprofittir. Ve organik atiklarin geri d�n�s�m�nde olduk�a b�y�k �neme sahiptir. Paramecium ve Chlorella

115. Protistlerin bazi t�rleri vitamin �zellik B12 ve E vitaminlerini �retir ve �reme ortamina salgilarlar. Sahip olduklari pigmentleri ise end�stride bir �ok kullanim alani mevcuttur. �r: Karatenoidler yiyeceklerin renklendirilmesinde yumurta sarisinin veya somon baliginin renginin artirilmasinda yemlere katki maddesi olarak ilave edilir. Chlorella ve Dunaliella Phytol (Fitol) bir baska potansiyel end�striyel �r�nd�r. Vitamin A, ? Karoten vit E ve K sentezinin �nc�l maddeleri olarak kullanilabilir.

116. Protisler amino asit �retiminde de �nemli bir role sahiptir. Aminoasitler ise besin end�strisinin en �nemli katki maddelerinden birini olusturur. Ayrica �ok �nemli karbonhidrat kaynagidirlar. Besin kaynagi olarak kullanilmalarinin yani sira mikrobiyal transformasyonlar i�in �rnegin etanol ve metan �retimi i�in kaynak olustururlar.

117. Alglerin polisakkarit �retimi bir baska �nemli �retim alanini olusturur. Bazi alg- polisakkaritlerinin potansiyel anti- kanser aktivitesi oldugu da bilinmektedir. Polisakkaritler yogunlastirici ajanlar olarak kullanilir. Polisakkaritin ticari �retiminde Porphyridium cruentum fazla miktarda ekstrasell�ler polisakkarit �retme �zelligi ile kullanilir.

118. �karyotik H�cre k�lt�rleri B�cek,memeli ve bitki h�cre k�lt�rleri i�in ayrintida farkli ama temelde ayni yaklasimlar ve y�ntemler kullanilir. �ncelikle k���k bir doku par�asi organizmadan ayrilir. H�creleri birarada tutan h�cre disi matriksin enzimler kullanilarak par�alanmasiyla h�creler serbest duruma getirilir. Bitki h�creleri i�in h�cre duvarini par�alamak i�in ek bir enzim daha kullanilir. In vitro h�cre b�l�nmesini engelleyen h�cre disi matriksten uzaklasan h�creler amino asitler, antibiyotikler, vitaminler, tuzlar, glukoz ve �reme fakt�rleri i�eren karmasik bir besi yeri �zerine yerlestirilir.

119. Bu kosullar altinda h�creler k�lt�r kabinin y�zeyini tek tabaka seklinde kablayincaya kadar b�l�n�rler. Bu noktada h�cre b�l�nmesi h�cre �rnekleri toplanmadan, seyreltilmeden ve yeni bir k�lt�r kabinin i�inde yeni bir k�lt�r kabina aktarilmadik�a durur.

120. Genellikle baslangi� (primer) hayvan h�cre k�lt�rleri aktarilir ve 50-100 generasyon h�creler b�l�nme yetenegini kaybeymeden ve �lmeden korunabilir. Primer h�cre k�lt�r�n�n h�creleri orjinal h�cre tipinin bazi �zelliklerini korur. Bu nedenle �esitli dokularin biyokimyasal �zelliklerini �alismak m�mk�n olmaktadir. Siklikla primer h�cre k�lt�rlerinin pasaji sirasinda h�crelerin bazilarih�cre k�lt�r�nde �ogalmayi kolaylastiran genetik degisiklikler ge�irebilir Avantaj y�n�ndeki bu se�icilige sahip h�creler in vitro �reyerek belli h�cre hatlarinin olusmasina neden olur. Kurulan h�cre hatlari k���k �l�ekte viruslari korumak ve klonlanmis DNA tarafindan �retilen proteinin saptanmasinda, b�y�k �l�ekte ise asilarin ve klonlanmis genlerin kodladigi proteinlerin �retiminde kullanilir.

121. Memeli H�cre K�lt�rleri Bazi memeli proteinlerinin yabanci bir organizma i�erisinde �retilmesi m�mk�n degildir. Diger bilimsel ve ekonomik nedenlerle bu proteinlerin �retiminde Memeli H�cre K�lt�rleri kullanilmaktadir. �r:Monoklonal antikorlar Neden: ��nk� monoklonal antikorlarin transkripsiyon ve translasyon d�zeylerindeki sentez ve reg�lasyonlar olduk�a karmasiktir. Bu t�r proteinler gelecekte tedavi ve analitik uygulamalardaki �nemlerinden dolayi olduk�a genis �alismalara konu olacaklardir.

122. Bitki Doku Ve H�cre K�lt�rleri Bitki biyoteknolojinin en �nemli �alisma konularinin basinda gelmektedir. Bitkiler besin kaynagi olmalarinin yanisira olduk�a �nemli hammaddelerden biridir. Brezilya�da arabalarin ?%90�i benzin ve seker kamisindan fermentasyonla elde edilmis alkol karisimi (gasahol) ile �alismaktadir. Bitkiler degerli ila�larin aktif maddelerini saglamalari a�isindan da �nemli kaynaklardir. B�yle degerli maddelerin bitkilerden elde edilmesi ise �lkenin iklim kosullarina, politikasina ve pazarlama ekonomisine baglidir. Bu nedenle, bitki h�cre k�lt�r� bilimi (bazilari sanat olarak da ifade etmektedir) ortaya �ikmis ve gelistirilmistir. Bitki h�crelerinin k�lt�re edilebilmesi ve b�y�k �l�eklerde �retilmesi gerek biyok�tle eldesi a�isindan gerekse arzu edilen degerli �r�n�n bu k�lt�rlerden izole edilmesi bakimindan �zerinde en fazla �alisilan konularin basinda gelmektedir. Bu degerli �r�nlerin �ogu h�crenin duragan fazinda �retilen sekonder metabolitlerdir. Bu teknoloji ilk dogusunda degerli �r�nlerin elde edilmesi i�in ekonomik degildi fakat teknolojinin gelisimi ile birlikte y�ksek hacimde d�s�k fiyatla �r�n elde edebilmek m�mk�n olmustur.

123. GELENEKSEL BIYOTEKNOLOJI

124. Sarap Yapimi Sarap �z�m�n dis tabakasinda bulunan yabani mayalar kullanilarak yillar �ncesinden beri yapilmaktadir. Farkli maya irklari sarabin o b�lgeye ait karakteristik tad ve aromasini vermek �zere o �ografik alan i�in �zel olarak se�ilir. G�n�m�zde �ogu modern sarap �reticileri kendi �zg�n maya irklarini �zelliklerine g�re se�imini yaparak k�lt�rleyip saklarlar.

125. Toplanan �z�mler sira haline getirmek �zere par�alanir. Geleneksel olarak �z�mler �n islemden ge�irilmez. Sadece Kalifornia�da s�f�r dioksit etkisinde birakilarak yabani mayalar �ld�r�l�r. �z�m�n dis tabakasinda bulunan yabani mayalar siradaki sekerin fermentasyonunu saglar. Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus. Bu degisimi ger�eklestiren baskin olan mayadir. Fermentasyon g�nlerce s�rer. Kirmizi ve beyaz �z�mlerden elde edilen siralar kirmizi ve beyaz saraplari olusturur.

126. Kirmizi saraplar �z�m�n dis kabugu ile birlikte fermente edilir. Sekerler etanol ve karbon dioksite d�n�st�r�l�rken etanol kabuktaki pigmentleri ��z�n�r duruma getirir ve kirmizi sarap olusur. Beyaz sarap i�in dis kabuk uzaklastirilir.

127. Pek �ok sarap �zellikle kirmizi saraplar ilk yilda malo-laktik fermentasyon adi verilen ikinci bir fermentasyon daha ge�irir. Bu s�re� �z�mde var olan malik asiti �z�m�n asiditesini azaltmak �zere laktik asit ve karbon dioksite d�n�st�r�r. Bu fermentasyon Pediococcus, Leuconostoc ve Lactibacillus gibi �esitli laktik asit bakterileri tarafindan ger�eklestirilir. Sampanta tipi saraplar ikinci bir fermentasyon ge�irir. Seker eklenir ve karbon dioksit karbonat �retip sarabi kabarcikli yapar. Tatli sarap yapiminda ise �z�mler toplanmadan �nce Botrytis cinerea k�f� ile infekte edilir. Bu islem su kaybina seker i�eriginin artisina neden olur. Bu t�r �z�mlerden elde edilen sira �ok daha tatlidir ve glukozu fermente eden fakat fruktozu birakan glukofilik mayalar tarafindan fermentasyona ugratilir.

129. Bira Yapimi Bira malt haline getirilmis (�imlendirilmis) arpadan yapilir Malt yapmak i�in arpa taneleri su i�erisinde 2-3 g�n bekletilir daha sonra s�z�l�r 13-17 �C 10 g�n bekletilir. Bu islem depo nisastanin maltoza d�n�smesi i�in gerekli olan amilazin �retilmesiyle �imlenmeyi baslatir. Sicakligin 40-70 �C�ye �ikarilmasiyla enzimler denature edilir ve �imlenme durdurulur. Tanelerin kavyrulma sicakligina g�re farkli renk ve tadda malt olusur bunun sonucunda da farkli renk ve tadda bira olusur Taneler silindirler arasindan ge�irilerek par�alanir. 62-68 �C de su eklenip 2 saat bekletilir. Bu islem sekerin malttan ayrilirak ��z�lmesine yardimci olur Sivi b�y�k bir kaba aktarilir (atik taneler hayvan yemi olarak satilir) ve birani karakteristik tadini veren serbetci otu (Humulus lupulus) eklenir

130. Az miktar seker eklenerek birka� saat kaynatilir serbet�i oyundan ayrildiktan sonra fermentasyon i�in uygun sicakliga getirilir Fermentasyon tankina Saccharomyces cerevisiae ve S. calsbergensis ilavesiyle fermentasyon baslatilir. 20 �C de 5 g�n s�ren fermentasyon sonucunda (etanol ve karbon dioksit olusumu) mayalar uzaklastirilir ve Marmamite olarak adlandirilan maya �z�t� olarak besin end�strisinde kullanilir.

131. Olgunlasma s�recinden (haftalar bazen aylar) sonra bira santrif�j edilirek atiklardan uzaklastirilir ve uygun siseleme islemlerinden sonra satisa sunulur

133. Arpa taneleri Malt olusumu i�in taneleri islatma Ezme islemi Serbet�i otu

135. EKMEK YAPIMI G�n�m�zde ekmek yapiminda �esitli tahillardan elde edilen unlar kullanilmaktadir. Islem un, su, tuz ve maya karisimini kapsar (bazen seker ilavesi de gerekebilir) Undaki enzimler (amilazlar) nisastayi maltoza ve glukoza hidroliz ederler. Mayalar sekerleri etanol ve karbon dioksite d�n�st�r�rler Karbon dioksit ekmegin kabarmasini saglar Ekmegin yapisini undaki proteinlerin �zellikleri belirler. Genel olarak gluten olarak adlandirilan proteinlerin toplami kaliteli ekmek i�in %10-14 bisk�vi yapimi i�in %10�dan az olmalidir.

136. Ekmek Mayasi �retimi

137. Yogurt Yapimi Yogurt yapiminda s�t,yari s�t tozu veya tamamen s�t tozu kullanilabilir. S�t �ncelikle patojen mikroorganizmalar i�in kontrol edilir. S�t 85-95 �C de 15-30dk isitilir. �n islemleri ve isitilmasi tamamlanan ve 43-45 �C ye sogutulan s�te %2-3 oraninda yogurt bakterileri eklenir. Ayni isida yogurtlasma kaplarinda bir s�re beklenir. Yogurt bakterileri ortaklasa olarak s�tteki laktozu par�alarlar ve laktozdan laktik asit olusturarak s�t�n eksiligini artirirlar asiditenin artmasiyla s�tteki kalsiyum kazeinat kolloidal durumunu koruyamaz ��z�nerek jel haline ge�er ki buna yogurtlasma denir.

138. Yogurt Yapimi Kullanilan mikroorganizmalar: Fak�ltatif anaerop Lactobacillus h�creleri Gram(+) �omaktirlar. Kompleks �reme fakt�rlerine gereksinim duyarlar. Asite karsi tolerans g�sterirler. Fermentasyon s�resince d�sen pH'ya karsi bakteriler �remeye devam ederler. Bu �zellikleri onlara ortamda se�ici olmalarini saglar. Lactabacillus disinda laktik asit �retiminde kullanilan bir diger cins Streptococcus'tur. Streptococcus Gram(+) ve kok morfolojisine sahiptir. Yogurt yapiminda her iki tip bakteride kullanilmaktadir. Lactabacillus proteinleri par�alayip peptitleri a�iga �ikarir. Bu sonu� Streptococcus thermophilus un �remesini ind�kler. Streptococcus �rerken methanoik asit �retir. Bu da Lactobacillus�un �remesini ind�klemektedir. Her ikiside �ok az oranda alkol �retmektedir.

139. Yogurt istenen kivami kazaninca sogutularak ilik ortamda �alisan bakterilerin aktiviteleri �nlenir . Bu islem ne kadar �abuk olursa asitlik gelismesi az olacaktir. Sogutma s�resinde de asiditenin artmasi g�z �n�ne alinarak ink�basyon s�resi kisa tutulmalidir. Son yillarda �retimi yapilan "Bio yogurt" ise daha tatli ve kremsi tatdadir. �retiminde bu iki grup bakteriye ilaveten L.acidophilus da olusan asidik tadi uzaklastirmak i�in kullanilir.

140. Probiyotik yogurt: Probiyotik k�lt�rler bagirsak y�zeyine tutunarak �ogalir ve bagirsak florasinin dengelenmesine yardimci olur. Lactobacillus johnsonli probiyotik �zelliklerinden dolayi yogurt yapiminda kullanilmaktadir.

141. Laktik asit ayrica ilk mikrobiyal �r�n olarak �retilen organik asitlerden biridir. Eksi ve kokusuz bir maddedir. Su, alkol ve eterle kolaylikla karisabilir. Kloroformda ��z�nmez. Erime noktasi d�s�kt�r. Iyi ��z�c� �zelliklerine sahip zayif bir asittir. Kolaylikla polimerlesebilir. Bu �zellikleri nedeniyle genis bir kullanim alani vardir.

142. Besin maddelerinin korunmasi amaciyla asidite saglar. Kalsiyum laktat pasta yapiminda kabartma tozu olarak, bakir laktat ise elektro kaplama islerinde genis olarak kullanilmaktadir.

143. Iki tip laktik asit bakterisi bilinmektedir. Heterofermentatif ve Homofermentatif. Heterofermentatif organizmalar �ok sayida yan �r�n olusturduklari i�in end�striyel boyutlarda ki �retimler i�in uygun degildir. Homofermentatif organizmalar ise �ok az istenmeyen yan �r�n olusturan buna karsilik laktik asit �retimi fazla olan organizmalardir.

144. Teoride bir glukoz molek�l� basina iki molek�l laktik asit ve iki molek�l ATP olusur. Gliseraldehit-3-fosfat dehidrogenazdan NAD+ red�ksiyonu ve laktat dehidrogenazla pr�vat red�ksiyonundan ge�en NADH oksidasyonu sonucu laktik asit olusur

145. End�striyel laktik asit �retimi i�in en �ok kullanilan mikroorganizma Lactobacillus delbrueckii olup �zellikle misir glukozu i�eren ortamlarin fermentasyonunda kullanilir. L. bulgaris karbon kaynagi olarak laktozu fermente eder ve peynir alti suyunda laktat �retiminde kullanilir. L. petosus pentozlari kullanabilmekte olup s�fit atik sivisindan laktik asit �retiminde elverislidir

146. Peynir Yapimi Peynir s�tteki proeinin ��kelmesiyle yapilan en eski s�t �r�nlerinden biridir. S�t�n kaynagina, olgunlasmada ve ileri asamalarda kullanilan yerel y�ntemlere bagli olarak farkli tat, renk ve yapida y�zlerce farkli peynir �esidi bulunmaktadir. Pernir yapiminin ilk asamalari yogurt yapimina benzer. S�tteki proteinin koag�lasyonu (s�t kesigi) Peynir alti suyunun uzaklastirilmasi Olgunlasma

147. S�t 72 �C de 15 saniye isitilir Hizla 31 �C� e sogutulur ve peynir tankina ge�irilir Laktik asit bakterileri (Streptococcus lactis, S. cremoris ya da �zel bir tada �zg� bir t�r) eklenir Laktozun laktik asite d�n�s�m� s�t proteinlerinin koag�lasyonu Daha ileri d�zeyde s�t kesiginin olusumu i�in kimozin (%90) ve pepsin (%10) enzimlerinin karisimi olan rennet eklenebilir. 45 dakika sonra s�t kesigi sivisindan (peynir alti suyu) uzaklastirilir �esitli olgunlasma islemleri

148. Evaporasyon: S�ttem suyun uzaklastirilmasi

149. Kontrol odasi Peynir tankina bakteri k�lt�r� eklenir, renklenme ger�eklesir ve s�t kesigi olusur

150. S�t kesigi ve peynir alti suyu s�zme tablalarina ge�irilir. Peynir alti suyu ayrilirkaristirma islemiyle s�t kesiklerinin boyutlarinin ayni olmasi saglanir Bu asamada tuz eklenir.

151. Sirke Yapimi Meyve sulari ve meyve ezmelerinden asetik asit seklinde sirke �retimi �ok uzun yillardan beri yapilmaktadir. Romalilar devrinde sulandirilmis sirke ferahlatici i�ecek olarak kullanilirdi. Sarap fi�ilarinin agzinin a�ik birakilmasiyla sirke olusturulurdu. Daha sonralari tekniklerin gelistirilmesiyle sirke �retimi artirildi.

152. Sekerli meyvelerden sirke yapiminda birbirinden tamamiyla farkli iki fermentasyon islemi yer alir. 1.Alkol fermentasyonu 2.Asetik asit fermentasyonu �nce meyve ve �z�m siralarindaki seker alkole d�nd�r�l�r. Bunu saglayan mayalardir. Sonra olusan bu alkol sirke bakterileri asetik asite d�n�st�r�l�r.

153. Maya C6H12O6 ? 2CO2+ 2CH3CH2OH Sirke Bakterileri CH3CH2OH+OH ? CH3COOH+H2O Cabernet Ahududu

154. Asetik asit fermentasyonu baslamadan alkol fermentasyonu bitmis olmalidir. Sirke bakterileri havanin oksijeni yardimiyla alkol� okside ederek asetik aside �evirir. Kimyasal bakimdan asetik asit fermentasyonu bir oksidasyon (dehidrogenasyon) olayidir. Asetik asit �retimi bir �ok fermentatif bakteri tarafindan yapilmakla beraber ticari olarak �retimde �zel bir grup bakteri "asetik asit bakterileri" kullanilmaktadir.

155. Asetik asit bakterileri iki grup altinda toplanabilir. Glucanobacterler Asetobakterler Asetik asit bakterileri Gram(-) genelde �omak fakat degisen morfolojiye sahip asite toleransli, aerop kirpikli bakterilerdir. A. pasteurianus, A.aceti ve A. peroxidans sirke yapiminda kullanilan t�rlerdir. OT:25-30 ve pH:5.4-6.3. kemoheterotroflardir. Etanol�n disinda gliserol ve laktat da karbon kaynagi olarak kullanilabilir.

156. Asetik asit Biyosentezi : Ilk oksidasyon asamasinda etanol alkol dehidrogenaz enzimine �zg�n NAD ve NADP'nin red�klenmesi ile aset aldehite oksitlenir. Ikinci oksidasyon ise aset aldehit dehidrogenaz ile asit aldehit hidratin asetik asite oksidasyonudur. Sonu�ta 1 mol etanolden 1 mol asetik asit olusur.

157. Glukanobakterler etanol� sadece asetik asite oksitlerken (tamamlanmamis oksidasyon) Acetobakterler etanol� �nce asetik asite daha sonra da oksijen varliginda CO2 ve H2O indirgerler. Sirke �retiminde bu durum asit niceligini azaltacagindan pratikte �nem tasir. Glukanobakterler ayrica glukozu glukonik asite oksitleyebilirler. Glukonik asitte ila� end�strisinde kullanilan kalsiyum glukonatin yapiminda kullanilir. Dogal sulara sodyum glukonat ilavesi ile de tuz ��kelmesi �nlenmektedir.

158. Tek H�cre Proteini Mikroorganizmalar ucuz ve atik materyal �zerinde �retilir, saflastirilir ve hayvan veya insanlar i�in besin kaynagi olarak kullanilabilirler. Eger bu besin protein kaynagi olarak �retilirse tek h�cre proteini (THP) olarak adlandirilir. Pek �ok mikroorganizma, algler, mavi-yesil bakteriler, mantarlar ve bakteriler tek h�cre protein kaynagi olarak kullanilabilir.

159. THP �retimi i�in Kullanilan Substratlar Peynir end�strisi atigi olan protein ve laktoz bakimindan zengin olan peynir alti suyu Bazi mayalar bu atik �zerinde protein ve bazi vitaminler bakimindan zengin i�erige sahip olarak �reyebilirler ve kedi mamasi katkisi olarak kullanilir. Seker isleme end�strisi atigi olan melas �zerinde mayalar kolaylikla �reyebilir Kagit end�strisinin atigi olan s�lfit sivisi seker bakimindab zayiftir ve bazi k�fler bu atik �zerinde �reyebilir. Petrol end�strisinin atigi olan alkanlar mayalar i�in substrat olabilir Alkanlar �zerinde �reyen mayalar hayvan yemi olarak kullanilir.

160. Insanlar i�in t�ketime en uygun olan THP satista bulunan �Quorn� mikoproteinidir. Mikoprotein flamentli k�f olan Fusarium graminereum�dan elde edilir. Karbon kaynagi olarak glukoz surubu azot kaynagi olarak amonyum kullanilir

161. Misir veya bugday nisastasi glukoz kaynagi olarak, kolin ise hifin b�y�mesini ind�klemek i�in kullanilmaktadir. Ayrica biotin de eklenir. 30 �C de pH 6 da s�rekli k�lt�rde �reme ger�eklestirilir.

162. Mikroorganizmalarin hizli �remesi y�ksek RNA i�erigine neden olur. Y�ksek d�zeydeki RNA i�erigi insan ve hayvanlar tarafindan t�ketimde uygun degildir. Insanlarda fazla miktardaki nukleik asit �rik asite d�n�st�r�l�r. �rik asit b�brekler tarafindan atilamaz ve �rik asit kristalleri seklinde eklemlerde birikir (Gut hastaligi)

163. Normal �retim sonunda RNA i�erigi %10 civarindadir ve hala t�ketim i�in fazladir. Isi soku ve ribonukleaz etkisiyle RNA i�erigi %2 ye d�s�r�l�r. Miselyum toplanir 18 �C de uzun s�reler saklanabilir. Tadi etin tadina benzer ve �esitli hazir et �r�nleri i�ine eklenir.